中考物理45 声光学计算类中考问题（原卷版）

专题45声光学计算类问题

一、声学计算类问题需要掌握的基本知识

L声速：声音在介质中的传播速度简称声速.声速跟介质的种类和温度有关，声音在15℃空气中的传播速

度是340m∕s,在真空中的传播速度为Om∕s.

(1)声速的计算公式是v=s∕t

(2)声速的单位是m/s

2.回声：由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的.如果回声到达人耳比原

声晚0.1s以上人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物到听者的距离至少为17m.

(1)利用回声可以测定海底深度、冰Ill距离、敌方潜水艇的远近.

(2)测量方法是：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t,查出声音在介质中的传播速度V,则

发声点距物体S=vt∕2.

3.周期：物体完成1次全振动所需要的时间叫做周期.

4.频率：物体完成在IS时间内完成全振动的次数，叫做频率.

二、光学计算类问题需要掌握的基本知识

掌握光学的五个基本规律,能正确画出光路图，结合几何中的全等三角形、相似三角形的性质，结合代

数中解不等式的方法以及其它办法，可以解决光学计算类问题.

1.光的直线传播规律

光在同一种均匀透明介质中是沿直线传播的.

2.光的反射定律

反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居于法线的两侧；反射角等于入射

角.光的反射过程中光路是可逆的。即三线同面,法线居中,两角相等,光路可逆.

第1页共13页

3.平面镜成像的特点

成像特点：等大,等距，垂直，虚像.

（1）像、物大小相等；（2）像、物到镜面的距离相等；

（3）像、物的连线与镜面垂直；（4）物体在平面镜里所成的像是虚像。

4.光的折射规律

在折射现象中，折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时,

折射光线向法线方向偏折（折射角<入射角）；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向

偏折（折射角>入射角）.在折射现象中，光路是可逆的.在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之

增大。在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。

5.凸透镜成像的规律（具体见下表）

像的性质

物距像距U与V关系应用对应图

倒、正放、缩虚、实

u<f正立放大虚像lvl>u放大镜1

U=f光线平行射出，不成像2

f<u<2f倒立放大实像v>2fu<v幻灯机3

U=2f倒立等大实像V=2fU=V4

u>2f倒立缩小实像f<v<2fu>v照相机5

6.光学常数

（1）在计算中，真空或空气中光速c=3xi08rn∕s;

（2）光年：光在一年中传播的距离，光年是长度（距离）单位;

1≈9.4608×10'5m≈9.4608×10‰.

第2页共13页

例题解析与对点练习

【例题1】（2020桂林模拟）汽车以15m∕s的速度向对面高山驶去，在司机鸣笛后4s听到了回声，求听

到回声时，汽车距高山多远？（声音在空气中传播速度为340m/s）

【对点练习】科学工作者为了探测海底某处深度，向海底垂直发射超声波，经4s收到回波信号，海洋中该

处的深度是多少？这种方法能否用来测月球与地球的距离？为什么？（声音在海水传播速度为1500m∕s）

【例题2】（2020海南模拟）如图，入射光线与平面镜成30°角，下列说法正确的是（）

A.反射角是60°B,入射角是30°

C.反射光线与镜面的夹角是60°D.入射角增大，反射角不变.

【对点练习】如图所示，入射光线与镜面成30'请按照要求作答：①画反射光线；②标出反射角.

【例题3】（2020江西模拟）如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M

处发散开来的，则光束会聚处和M点的距离是m,该凸透镜的焦距是m.

第3页共13页

0.3m—

【对点练习】墙上挂着一块长30厘米的平面镜，小明站在镜子前1.5米处，这时他正好可以看到身后的一

根木杆，木杆高2米，那么这根木杆离人的距离应该是（填写下面选项对应的英文字母）

A.19.5米B,7.0米C.10.0米D.8.5米

【例题4】（2020广东模拂一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射，入射光线与液面成37°角，

如图所示.若反射光线与折射光线的夹角为83°,则反射角的大小为,折射角的大小为.

【对点练习】如图，一束光线与水平面成30°角斜射到水面上，同时发生反射和折射，请在图中画出反射

光线和折射光线的大致方向，标出反射角的度数.

第4页共13页

第5页共13页

空气

3or

二:水：E二二二二：E二二士二E二二二二：二二二二

第6页共13页

【例题5】（2020苏州模拟）如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时,

在距离凸透镜15Cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm,下列

关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是（）

A.不能成清晰的像B.成倒立的缩小的像

C.成倒立的放大的像D.成倒立的等大的像

【对点练习】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透

镜15Cm处的光屏上成倒立的像.保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm,下列关于烛焰在

光屏上成像的说法正确的是（）

A.不能成清晰的像B.成倒立的缩小的像

C.成倒立的放大的像D.成倒立的等大的像

专题点对点强化训练

一、选择题

1.光从空气倾斜射入玻璃中，入射角为60°,折射角可能为（）

A.0°B.35°C.60°D.90°

2.水平桌面上竖直放置着平面镜和直立的铅笔，平面镜中呈现铅笔的虚像.当铅笔与平面镜之间的距离为

8cm时，像的高度为hi,像到平面镜的距离为s∣;当铅笔与平面镜之间的距离为4cm时，像的高度为h?,

第7页共13页

像到平面镜的距离为S2.则下列四个选项中，判断正确的是（）

A.Sι=S2B.Si<S2C.hɪ>h2D.h1=h2

3.蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像.小红画了图中的光路.下列说法正确的是（）

A.小红画的光路是正确的B.透镜成的是虚像

C.透镜的焦距小于IOCmD.透镜的焦距大于20Cm

4.在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30Cm处，在透镜另一侧距离透镜16Cm处

的光屏上得到烛焰清晰的像.则下列相关说法正确的是（）

①光屏上成倒立、放大的实像

②照相机是利用这一成像原理工作的

③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm

④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，要使光屏上出现清晰的像，光屏应靠近透镜

A.只有①和③B.只有②和④C.只有②和③D.只有①和④

5.在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大

的实像，下列说法正确的是（）

A.该凸透镜的焦距是20cm

第8页共13页

B.将蜡烛移动到20Cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像

C.将蜡烛移动到35Cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏

D.将蜡烛移动到45Cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏

6.科学家在南极洲发现一个陨石凹坑，形状如圆形平底锅，如图所示.一科学家在圆心力点大喊一声，经过

6s听到回声.设空气中声速为340m∕s,圆形凹坑的直径为（）

O

A.51OmB.1020mC.2040mD.4080m

7.寄生蝇一旦听到蟋蟀发声，就能凭听觉确定其位置，将卵产于寄主体表，幼虫孵出后就钻入寄主体内吞食

其身体.寄生蝇一旦听到捕食者蝙蝠发声，就立刻逃逸.蟋蟀发声频率是5.0X10%z.蝙蝠发声频率是1.25

×IO5Hz.林区需要吸引寄生蝇杀灭害虫；养蚕中心需要驱赶寄生蝇以保护蚕宝宝.已知物体完成1次全振

动所需要的时间叫做周期.林区和养蚕中心需要设置声源的振动周期分别为（）

A.5×10^3s1.25X10^5sB.1.25X10^5s5×10^3s

C.2X10-4s8X10'6sD.8×10'6s2X10-4s

二、填空题

8.（2020山_东泰安）利用一块平面镜使图中的一束光竖直射入井中，则反射角的大小是_____

9.涪江水面平静，两岸河堤高出水面1m,河堤上一棵树高4m,这棵树在涪江水中的像

高一m；小明同学站在树的对岸河堤上，他的眼睛与树尖的距离为d树，与树尖在涪江水

第9页共13页

中像的距离为d像，则d树—d像（选填或.

10.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上，然后将凸

透镜固定在光具座上50Cm处，将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处，移动光屏，在光屏上得到烛焰清晰

的像，再将蜡烛向凸透镜移近几厘米，应向一（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动光屏，才有可

能再次在光屏上得到烛焰清晰的像；又将蜡烛移至光具座上43Cm处，无论怎么移动光屏，都不能在光屏上

得到烛焰清晰的像.由此可以推断该凸透镜焦距的范围，该范围的最大值小于—cm.

IL由于光在电影屏幕上发生一，所以人们能从不同方向看到屏幕上的像.小明想用一块平面镜使水平面

成30°角的太阳光竖直射入井中（如图所示），则反射光线与入射光线的夹角为在图中画出平面镜的

位置并标出镜面与水平面夹角的度数.

12.小明身高1.65m,站在竖直放置的平面镜前2m处，他在镜中的像到镜面的距离为m,镜中像的

高度为m.

13.小娇上学出门前照一下镜子正衣冠，当她从距平面镜2πι处以lm∕s的速度向平面镜靠近时，她在平面

镜中的像的大小一（选填“变大”、“变小”或“不变”）；她在平面镜中的像相对于她的速度是—m∕s.

三、综合计算应用题

14.如图，4Z?两地相距妹m,1W是与月台连线平行的一条小河的河岸，/3到河岸的垂直距离为3km,小

军要从A处走到河岸取水然后送到8处，他先沿着垂直于河岸的方向到。点取水，再沿直线上到8处.

若小军的速度大小恒为5km∕h,不考虑取水停留的时间.

（1）求小军完成这次取水和送水任务所需的时间.

（2）为了找到一条最短的路线（即从月到河岸和从河岸到B的总路程最短），可以将AW看成一

第10页共13页

个平面镜，从/点作出一条光线经』W反射后恰能通过8点，请你证明入射点。即为最短路线的取水点.

15.为了加强视力保护意识，小明想在长为3.2米，宽为4.3米的书房里挂一张测试距离为5米的视力表.在

一次课题学习课上，小明向全班同学征集“解决空间过小，如何放置视力表问题”的方案，其中甲、乙、

丙三位同学设计方案新颖，构思巧妙.

(1)甲生的方案：如图1,将视力表挂在墙ZBEb和墙GF的夹角处，被测试人站立在对角线ZC上,

问：甲生的设计方案是否可行？请说明理由.

(2)乙生的方案：如图2,将视力表挂在墙CQGH上，在墙ABEF上挂一面足够大的平

面镜，根据平面镜成像原理可计算得到：测试线应画在距离墙NBEF多少米处.

(3)丙生的方案：如图3,根据测试距离为5m的大视力表制作一个测试距离为3m的小视

力表.如果大视力表中的长是3.5cm,那么小视力表中相应的长是多少cm?

16.如图所示为水位测量仪的示意图.4点与光屏PQ在同一水平面上，从/点发出的一束与水平面成45°

角，方向不变的激光，经水面反射后，在光屏上的8点处形成一个光斑，光斑位置随水位变化而发生变化.

(1)力点与光屏在水中所成的像是_____像(选填“虚”或“实.)；

(2)4点与水面相距3m,则力与它在水中的像4之间的距离为_____m；

(3)若光斑B向右移动了1m,说明水位______(选填"上升”或“下降”)了一m.

17.我们知道：声音在不同的介质中的传播速度不同.阅读下表中列举的一些介质中的声速，回答问题.

第11页共13页

一些介质中的声速vG√s）~

空气（OE）♦331。_____冰Q3230«

空气（15&）+340。铜23750«

至

煤油（25&）*1324。5000<

水（常温）P1500Q铁。5200<

（1）声音在不同介质中的传播速度有什么规律？（写出两条）

（2）在长884m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音.两声下隔2.43s,声音在金属管中

的传播速度是多大？该金属可能是由什么材料制成的？（气温约为15。C）

18.一次闪电发生后经过4s听到雷声，雷声发生在多远的地方？

19.检查视力的时候，视力表放在被测者头部的后上方，被测者识别对面墙上镜子里的像。

视力表在镜中的像与被测者相距多远?与不用平面镜的方法相比，这样安排有什么好处？

20.身高1.60米的同学，要想在平面镜里看到自己的脚，这面镜子的底边离地面的高度不应超过多少m.（眼

睛到头顶的距离忽略不计）

21.已知声音在空气中的传播速度为340m∕s,在钢、铁中的传播速度为5000m∕s.请你再补充条件，提出一

个求解时间间隔的问题，并通过计算做出解答